不同培養(yǎng)基對水稻花藥培養(yǎng)力的影響

陳萍萍 游月華 戴展峰 彭玉林

摘 要：以4份不同秈粳成分的水稻為試驗材料，分別以不同基本培養(yǎng)基（GM8、N6）、激素（單一激素、復合激素）為變量，設計4種誘導培養(yǎng)基進行花藥培養(yǎng)，探討水稻適宜的花藥培養(yǎng)條件。結果表明，GM8培養(yǎng)基對秈稻材料、偏秈型材料具有較好的花藥培養(yǎng)效果，N6培養(yǎng)基對粳稻具有較好的花藥培養(yǎng)效果;添加復合激素培養(yǎng)基處理其愈傷組織數(shù)量和發(fā)育情況明顯優(yōu)于單一激素處理，說明復合激素處理出愈率高，花藥培養(yǎng)效果好。

關鍵詞：水稻;花藥培養(yǎng);培養(yǎng)基

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2019.04.001

Absrtact： Four rice cultivars with different indica and japonica components were used as experimental materials， and four induction media were designed with different basic medias （GM8， N6） and hormones （single hormone， complex hormones） as variables to study the suitable conditions for anther culture of rice. The results showed that GM8 medium had better effect for anther culture of indica rice and indicacline type， and N6 medium had better effect for anther culture of Japonica rice. The number and developmental condition of callus from medium treated with complex hormones were better than that treated with single hormone， which indicated that complex hormones treatment had higher callus rate and better anther culture effect.

Key words： Rice; Anther culture; Medium

水稻是我國最主要的糧食作物，播種面積占糧食作物的 27%，產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的40%。水稻肩負著我國糧食安全、滿足人們不斷提高的消費需求及農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的第一重任，一直被視為重要的戰(zhàn)略物資。因此，水稻的生產(chǎn)狀況對糧食安全問題有十分重要的影響。在糧食安全日益受到關注的大環(huán)境下，同時為滿足人們對高水平生活的追求，培育超高產(chǎn)、品質優(yōu)的水稻新品種，對育種工作者來說是新的任務。常規(guī)育種與花藥培養(yǎng)育種、分子標記技術的相結合成為重要途徑。水稻花藥培養(yǎng)技術是最早應用于生產(chǎn)的生物技術之一。自20世紀70年代開展花藥培養(yǎng)育種研究以來，在培養(yǎng)基的篩選、激素配比及有關細胞全能性、花藥培養(yǎng)特性的遺傳學等基礎研究方面做了大量工作，并緊密結合生產(chǎn)實踐，在水稻新品種選育方面取得令人矚目的成果。

本試驗在總結前人花培相關技術的基礎上，以常規(guī)品種明恢63、秀水09和兩個秈粳雜交F1代為材料，旨在篩選適合秈稻和秈粳交F1代的適合培養(yǎng)基，以較低成本培養(yǎng)出較多的花培植株，同時也為后期大田選育創(chuàng)造條件。

1 材料與方法

1.1 供試材料

秈稻：明恢63，秈粳交F1：CH58/茉莉豐占和CH58/特油占，粳稻：秀水09，所有材料均由福建省龍巖市農(nóng)業(yè)科學研究所提供。4個材料分2批同時播種：第1批于4月30號播種，第2批于6月10號播種。

1.2 取材與低溫處理

取材于晴天上午8：00至10：00或下午16：00至18：00進行，此時花粉發(fā)育正處于分裂盛期。水稻花粉發(fā)育的適宜時期是單核中-后期，此時花粉中形成的大液泡已將核擠向一側，又叫單核靠邊期。其外部形態(tài)特點：劍葉與倒二葉葉枕距為5～10 cm，剝穗可見穎花淺綠色，花藥伸長至穎殼的2/5～1/2。田間選取植株健壯、無病斑的主莖或一級分蘗，保留劍葉和倒二葉，貼上標簽，用濕毛巾包裹，裝袋帶回。

將取回的稻穗挑選少量花藥置于載玻片上壓碎，將花藥擠出，加1～2滴醋酸洋紅染色，再進行鏡檢，以確定花粉發(fā)育時期。對鏡檢合格的稻穗，先用75%酒精棉球擦拭材料外表或浸潤片刻即可，再用消毒過的濕毛巾包裹，裝入塑料袋內(nèi)置8～10℃冰箱，預處理7～10 d。

1.3 誘導培養(yǎng)基篩選試驗處理

陳萍萍等：不同培養(yǎng)基對水稻花藥培養(yǎng)力的影響2019年第4期

2019年第4期陳萍萍等：不同培養(yǎng)基對水稻花藥培養(yǎng)力的影響

（1）基本培養(yǎng)基的篩選與優(yōu)化。選擇廣泛用于花培的N6和改良的M8（簡稱GM8）2種基本培養(yǎng)基。

（2）單一激素（簡稱O）與復合激素（簡稱C）的對比。各誘導培養(yǎng)基的成分見表1。

2 結果與分析

2.1 不同生長時期水稻花藥鏡檢結果

本試驗將取回的材料隨機抽取1個品種，按照劍葉與倒二葉的距離不同，分別鏡檢。結果發(fā)現(xiàn)，在同1個稻穗里花粉發(fā)育的時期不盡相同，以上端發(fā)育較快，下端穗頸部分最慢;在劍葉與倒二葉距離為0～1 cm時，其花粉發(fā)育大部分處于四分體時期，劍葉與倒二葉距離為2～4 cm時，大部分細胞核處于中央或近中央位置，可見較明顯的液泡。劍葉與倒二葉距離為5～8 cm時，多數(shù)中上端稻穗的花粉粒處于單核靠邊期，當劍葉與倒二葉距離為超過10 cm時，花粉粒發(fā)育多數(shù)進入二核期或三核期，此時已不能用作花培材料。

2.2 不同培養(yǎng)基處理對誘導花藥愈傷組織的效果

花藥接種60 d后統(tǒng)計愈傷組織形成情況。由表2可以看出，不同的基本培養(yǎng)基對水稻花藥培養(yǎng)效果不同，GM8對誘導秈稻的出愈效果較好，出愈率較高;N6對粳稻的出愈效果好，但對于秈稻愈傷誘導，愈傷組織小而少，品質不佳;對于秈粳雜交F1代，GM8和N6的誘導效果不一，但GM8對CH58/特油占的出愈率高于CH58/茉莉豐占，這可能與其秈稻成分含量有關。在單一激素處理情況下，雖有極少量花藥能形成愈傷組織，但其數(shù)量和愈傷發(fā)育情況差，愈傷組織基本不會膨大;復合激素處理其愈傷組織數(shù)量和發(fā)育情況明顯優(yōu)于單一激素處理，說明復合激素處理出愈率高，花藥培養(yǎng)效果較好。

不同材料在相同的培養(yǎng)基上，也具有不同的花藥培養(yǎng)效果，秀水09在N6C的培養(yǎng)基上出愈率最高，達34.33%，CH58/特油占在N6O上出愈率最低，只有0.33%。這可能與水稻材料的秈粳成分含量有關，其中CH58/茉莉豐占和CH58/特油占是秈粳雜交F1代。

3 結論

本研究發(fā)現(xiàn)GM8培養(yǎng)基對秈稻材料、偏秈型材料具有較好的培養(yǎng)效果，N6 培養(yǎng)基對粳稻具有較好的花藥培養(yǎng)效果，與王伍梅等[1]的研究結果相吻合。王伍梅等通過對不同水稻材料和不同培養(yǎng)基組合試驗結果表明，誘導培養(yǎng)基中，N6培養(yǎng)基對多數(shù)粳型水稻和秈粳交后代的誘導效果都較好，而N6培養(yǎng)基對秈稻雜交種的誘導出愈率大多較低，馮雙華[2]等用M8、合5和改良M8作基本培養(yǎng)基，以秈型雜交稻兩優(yōu)培九、培兩優(yōu)288、P88S/0293為材料，得出改良M8培養(yǎng)基表現(xiàn)出對不同基因型材料有較廣的適應性和較強的綠苗誘導作用。

本研究結果表明，單一激素和復合激素對供試材料花培效果的影響差異較大，單一激素培養(yǎng)效果較差，復合激素能提高花藥的培養(yǎng)力[2-4]。施利利等[5]進行不同激素的配比組合試驗，得出合理添加2

，4D、NAA 和KT相對于只添加2 mg·L-12，4D的培養(yǎng)基，不僅出愈率高，而且愈傷組織質量好。馮雙華等[2]提出秈型材料用1.5 mg·L-1 2，4D+1.5 mg·L-1 NAA 誘導效果較好、2.0 mg·L-1 6BA+0.25 mg·L-1 NAA+0.25 mg·L-1 IAA 分化效果較好。郭書巧等[6]提出對秈粳交材料2 mg·L-1 2，4D+1 mg·L-1 NAA+0.2 mg·L-1 KT 為最佳的激素誘導配比，2.0 mg·L-1 6-BA+0.5 mg·L-1 KT 分化效果較好。由于對不同的材料研究出的激素配比不盡一致，可能不同基因型的最適激素配比也并不相同。

水稻基因型對花藥培養(yǎng)力的影響最大，品種之間有明顯差異，不同類型水稻的花藥培養(yǎng)力一般為：粳秈雜種>秈稻品種[7-9]。張林等[10]研究發(fā)現(xiàn)同一亞種中存在出愈率高和低的品種（品系）。本研究用4份水稻材料進行花藥培養(yǎng)，粳稻的花藥培養(yǎng)力最高，秈粳交次之，秈稻最差。材料的秈型基因頻率與出愈率呈顯著負相關，可以利用秈粳雜交的方法，選粳稻親緣相對較多的雜交后代進行花藥培養(yǎng)，以提高花藥培養(yǎng)的出愈率。

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（責任編輯：柯文輝）